ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 26
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
4.3. Содержание работ
На этапе 1.1. "Обследование объекта и обоснование необхо-
димости создания АС" вобщем случае проводят сбор данных об объ- екте автоматизации и осуществляемых видах деятельности, оценку качества функционирования объекта и осуществляемых видов дея- тельности, выявление проблем, решение которых возможно средства- ми автоматизации, оценку (технико-экономической, социальной и т.д.) целесообразности создания АС.
На этапе 1.2. "Формирование требований пользователя к
АС" проводят подготовку исходных данных для формирования требо- ваний к АС (характеристика объекта автоматизации, описание требо- ваний к системе, ограничения допустимых затрат на разработку, ввод в действие и эксплуатацию, эффект, ожидаемый от системы, условия создания и функционирования системы), формулировку и оформление требований пользователя к АС.
На этапе 1.3. "Оформление отчёта о выполненной работе и
заявки на разработку АС (технико-технического задания)" прово- дят оформление отчёта о выполненных работах на данной стадии и оформление заявки на разработку АС (тактико-технического задания) или другого заменяющего её документа с аналогичным содержанием.
На этапах 2.1. "Изучение объекта" и 2.2. "Проведение научно-
исследовательских работ" организация-разработчик проводит де- тальное изучение объекта автоматизации и необходимые научно- исследовательские работы (НИР), связанные с поиском путей и оцен- кой возможности реализации требований пользователя, оформляют и утверждают отчёты о НИР.
На этапе 2.3. "Разработка вариантов концепции АС и выбор
варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользо-
вателя" в общем случае проводят разработку альтернативных вариан- тов концепции создаваемой АС и планов их реализации; оценку необ- ходимых ресурсов на их реализацию и обеспечение функционирова- ния; оценку преимуществ и недостатков каждого варианта; определе-
46
ние порядка оценки качества и условий приёмки системы; оценку эф- фектов, получаемых от внедрения каждого из вариантов системы.
На этапе 2.4. "Оформление отчёта о выполненной работе"
подготавливают и оформляют отчёт, содержащий описание выполнен- ных работ на стадии описания и обоснования предлагаемого варианта концепции системы.
На этапе 3.1. "Разработка и утверждение технического зада-
ния на создание АС" проводят разработку, оформление, согласование и утверждение технического задания на АС и, при необходимости, технических заданий на части АС.
На этапе 4.1. "Разработка предварительных проектных ре-
шений по системе и её частям" определяются функции АС, функции подсистем, их цели и эффекты; состав комплексов задач и отдельных задач, концепция информационной базы, её укрупнённая структура, функции системы управления базой данных, состав вычислительной системы, функции и параметры основных программных средств.
На этапе 5.1. "Разработка проектных решений по системе и её
частям" обеспечивают разработку общих решений по системе и её частям, функционально-алгоритмической структуре системы, по функциям персонала и организационной структуре, по структуре тех- нических средств, по алгоритмам решения задач и применяемым язы- кам, по организации и ведению информационной базы, системе клас- сификации и кодирования информации, по программному обеспече- нию.
На этапах 4.2. и 5.2. "Разработка документации на АС и её
части" проводят разработку, оформление, согласование и утвержде- ние документации в объёме, необходимом для описания полной сово- купности принятых проектных решений и достаточном для дальней- шего выполнения работ по созданию АС. Виды документов - по ГОСТ
34.201.
На этапе 5.3. "Разработка и оформление документации на по-
ставку изделий для комплектования АС и (или) технических тре-
бований (технических заданий) на их разработку" проводят подго- товку и оформление документации на поставку изделий для комплек- тования АС, определение технических требований и составление ТЗ на разработку изделий, не изготовляемых серийно.
На этапе 5.4 "Разработка заданий на проектирование в смеж-
ных частях проекта объекта автоматизации" осуществляют разра- ботку, оформление, согласование и утверждение заданий на проекти- рование в смежных частях проекта объекта автоматизации для прове-
47
дения строительных, электротехнических, санитарно-технических и других подготовительных работ, связанных с созданием АС.
На этапе 6.1 "Разработка рабочей документации на систему и
её части" осуществляют разработку рабочей документации, содержа- щей все необходимые и достаточные сведения для обеспечения вы- полнения работ по вводу АС в действие и её эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) сис- темы в соответствии с принятыми проектными решениями, её оформ- ление, согласование и утверждение. Виды документов по ГОСТ
34.201.
На этапе 6.2 "Разработка или адаптация программ" проводят разработку программ и программных средств системы, выбор, адапта- цию и (или) привязку приобретаемых программных средств, разработ- ку программной документации в соответствии с ГОСТ 19.101.
На этапе 7.1 "Подготовка объекта автоматизации к вводу АС
в действие" проводят работы по организационной подготовке объекта автоматизации к вводу АС в действие, в том числе реализацию про- ектных решений по организационной структуре АС, обеспечение под- разделений объекта управления инструктивно-методическими мате- риалами, внедрение классификаторов информации.
На этапе 7.2 "Подготовка персонала" проводят обучение пер- сонала и проверку его способности обеспечить функционирование АС.
На этапе 7.3 "Комплектация АС поставляемыми изделиями
(программными
и
техническими
средствами,
программно-
техническими комплексами, информационными изделиями)"
обеспечивают получение комплектующих изделий серийного и еди- ничного производства, материалов и монтажных изделий. Проводят входной контроль их качества.
На этапе 7.4 "Строительно-монтажные работы" проводят: вы- полнение работ по строительству специализированных зданий (поме- щений) для размещения технических средств и персонала АС, соору- жение кабельных каналов, выполнение работ по монтажу технических средств и линий связи, испытание смонтированных технических средств, сдачу технических средств для проведения пусконаладочных работ.
На этапе 7.5 "Пусконаладочные работы" проводят автоном- ную наладку технических и программных средств, загрузку информа- ции в базу данных и проверку системы её ведения; комплексную на- ладку всех средств системы.
На этапе 7.6 "Проведение предварительных испытаний"
осуществляют испытания АС на работоспособность и соответствие
48
техническому заданию в соответствии с программой и методикой предварительных испытаний, устраняют неисправности и вносят из- менения в документацию на АС, в том числе эксплуатационную в со- ответствии с протоколом испытаний, оформляют акт о приёмке АС в опытную эксплуатацию.
На этапе 7.7 "Проведение опытной эксплуатации" проводят: опытную эксплуатацию АС, анализ результатов опытной эксплуатации
АС, доработку (при необходимости) программного обеспечения АС, дополнительную наладку (при необходимости) технических средств
АС, оформление акта о завершении опытной эксплуатации.
На этапе 7.8 "Проведение приёмочных испытаний" проводят испытания на соответствие техническому заданию в соответствии с программой и методикой приёмочных испытаний, анализируют ре- зультаты испытания АС, устраняют недостатки, выявленные при ис- пытаниях, оформляют акт о приёмке АС в постоянную эксплуатацию.
На этапе 8.1 "Выполнение работ в соответствии с гарантий-
ными обязательствами" осуществляются работы по устранению не- достатков, выявленных при эксплуатации АС в течение установленных гарантийных сроков, внесению необходимых изменений в документа- цию на АС.
На этапе 8.2 "Послегарантийное обслуживание" осуществля- ют работы по анализу функционирования системы, выявлению откло- нений фактических эксплуатационных характеристик АС от проект- ных значений и установлению причин этих отклонений, устранению выявленных недостатков и обеспечению стабильности эксплуатацион- ных характеристик АС, внесению необходимых изменений в докумен- тацию на АС.
5. Обеспечение ИСПиУ
Поскольку интегрированная система проектирования и управле- ния содержит в своём составе систему проектирования ТП и систему управления ТП, необходимо рассматривать обеспечение этих систем в отдельности. В составе ИСПиУ будем рассматривать САПР, ориенти- рованную на проектирование автоматизированной системы управле- ния технологическим процессом (САПР АСУТП).
Система автоматизированного проектирования- это комплекс
математических и технических средств, предназначенных для авто-
матизации процессов проектирования с участием человека. Обеспе- чение САПР состоит из математического обеспечения и технического оснащения. На рисунке 9 приведена обобщённая структура обеспече- ния САПР.
49
Рис. 9. Обобщённая структура обеспечения САПР.
Математическое обеспечение САПРподразделяется на внешнее и внутреннее.
Внешнее математическое обеспечение - это математические средства общения проектировщика с системой: языки представления исходной информации, средства пополнения информационной систе- мы и языки управления работой САПР (командно-операционные язы- ки), позволяющие вести диалог "человек-система".
Внутреннее математическое обеспечение состоит из операцион- ной системы (ОС), программного обеспечения процедур решения ос- новных задач системы (ОЗС) и информационной системы (ИС). Фак- тически, внутреннее математическое обеспечение представляет собой прикладное программное обеспечение.
Операционная система осуществляет трансляцию с внешних языков, обеспечивает функционирование вычислительных средств и
50
проводит работу с программами загрузки, управляющими вычисли- тельными процессами решения ОЗС.
Программное обеспечение процедур решения ОЗС (прикладное
ПО) состоит из:
1) программ, обеспечивающих выполнение расчётов (напри- мер, расчётов статических и динамических характеристик технических систем, физических параметров объектов, электронных схем элемен- тов и т.д.);
2) программ геометрического проектирования (например, про- грамм построения стандартных линий, изменения масштаба и т.д.);
3) организационно-системных программ, обеспечивающих нормальное функционирование САПР и допуск к основным массивам информации и программам.
Техническое обеспечение САПР состоит из центрального вычис- лителя (ЭВМ большой мощности), обеспечивающего решение основ- ных задач проектирования, и развитых средств ввода, вывода и распо- ложения графической информации и документации, а также средств непосредственного вмешательства человека в процесс проектирования
(например, малая специализированная или универсальная вычисли- тельная машина, графические дисплеи и спец. пульты управления).
Состав и технические требования, предъявляемые к техническим и математическим средствам, определяются задачами, которые решает та или иная конкретная САПР.
К устройствам ввода информации относятся:
- клавиатура;
- мышь;
- сканеры;
- световые перья и т.д.
К устройствам вывода информации относятся:
- принтеры;
- плоттеры.
САПР в составе ИСПиУ ориентирована на проектирование со- ставных частей АСУТП, в первую очередь – автоматизированных ра- бочих мест. Поэтому такая САПР должна располагать развитыми средствами визуализации технологического процесса (векторная и растровая графика, анимация, звук), а также средствами сигнализации в случае нештатных ситуаций. Кроме того, САПР должна предостав- лять средства проектирования технологических баз данных, а также средства создания отчётной документации.
51
С точки зрения концепции ИСПиУ, встроенная САПР выполняет следующие функции:
- проектирование автоматизированных рабочих мест операто- ров;
- задание алгоритмов управления;
- проектирование системы сигнализации нештатных ситуаций
(ALARM);
- проектирование технологических баз данных;
- проектирование отчётной документации.
Также, могут предоставляться следующие средства:
- программирование технологических контроллеров (плюс – сквозное проектирование всей системы управления с использованием единых средств);
- программирование (создание) драйверов для связи с кон- троллерами (часто на базе OPC);
- поддержка работы в распределённом режиме.
Однако, переносимость разработок с одной САПР на другую, как правило, не поддерживается.
Необходимо также отметить возможности, которые делают раз- работку существенно удобнее:
- реализация интерфейса на языке пользователя (локализация);
- поддержка стандартных условно-графических обозначений.
Автоматизированная система управления технологическими
процессами (АСУТП) - это человеко-машинная система управления,
обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации,
необходимой для оптимизации управления технологическими объек-
тами управления в соответствии с принятыми критериями.
Критерий управления АСУТП − это соотношение, характери- зующее качество функционирования технологических объектов управления (ТОУ) в целом и принимающий конкретное числовое зна- чение в зависимости от используемых управляющих воздействий.
Критерием управления может быть:
- технико-экономический показатель (себестоимость, произ- водительность и т.д.);
- технический показатель (параметр процесса и характеристи- ки выходного продукта).
Применяют АСУТП для решения таких задач управления техно- логическими процессами, для которых по тем или иным причинам по крайней мере часть вопросов, связанных с принятием решений по управлению, нельзя формализовать, в силу чего выполнение указан- ных функций возлагается на человека. Этим и отличаются автоматизи-
52
рованные системы от автоматических систем, нормальное функциони- рование которых осуществляется без участия человека. В АСУТП вы- полнение всех формализованных операций по сбору, первичной обра- ботке, хранению информации и решению части задач осуществляется с помощью специализированного комплекса технических средств, по- строенного, как правило, на основе цифровых вычислительных машин.
На основе информации о протекании технологического процесса, предварительно подготовленной в форме наиболее доступной для вос- приятия её человеком - элементом АСУТП, последний и осуществляет принятие того или иного окончательного решения по управлению процессом. Роль человека заключается в выборе различных критериев оценки качества протекания управляемого процесса, а достижение оптимальных значений этих критериев становится целью систем управления низших уровней, являющихся автоматическими системами управления.
Под обеспечением АСУТП понимается совокупность средств, необходимых для успешного функционирования системы. Как показа- но на рисунке 10, обеспечение АСУТП подразделяется на: техниче- ское, математическое, программное, информационное, лингвистиче- ское, организационное, методическое.
Обеспечение АСУТП
Техническое
Математическое
Программное
Информационное
Лингвистическое
Методическое
Организационное
Рис. 10. Обеспечение АСУТП.
Техническое обеспечение – совокупность взаимодействующих и объединённых в одно целое устройств получения, ввода, подготовки, обработки, хранения, регистрации, вывода, отображения, использова- ния и передачи информации, а также средств реализации управляю- щих воздействий. Отметим, что состав технических средств АСУТП определяет и другие средства системы.
53
К техническим средствам АСУТП относятся:
- мини- и микро-ЭВМ;
- накопители информации;
- устройства ввода-вывода;
- устройства документирования;
- устройства оперативного взаимодействия с оператором;
- интерфейсы;
-
АЦП и ЦАП;
- первичные датчики;
- исполнительные механизмы;
- контактно-коммутационные устройства.
Технические средства АСУТП обычно выполнены в виде моду- лей с одинаковым интерфейсом ввода-вывода, что позволяет опера- тивно перестраивать АСУТП. Все модули можно разбить на следую- щие группы:
- управляющие;
- интерфейсные;
- обрабатывающие.
Основным требованием к техническому обеспечению АСУТП является то, что комплекс технических средств АСУТП должен быть достаточным для реализации всех функций, установленных в ТУ на
АСУТП.
Математическое обеспечение включает в себя
- методы моделирования;
- математические модели подсистем объекта управления;
- алгоритмы управления;
- алгоритмы решения отдельных задач управления.
Основная задача математического обеспечения АСУТП – форма- лизация всех процессов, протекающих в АСУТП. Математическое обеспечение используют разработчики при создании АСУТП. В про- цессе функционирования АСУТП математическое обеспечение реали- зуется в программном обеспечении.
Программное обеспечение – программы, необходимые для реали- зации всех функций АСУТП. По составу и структуре программное обеспечение должно быть достаточным для выполнения всех функций, операций и действий АСУТП. Программное обеспечение подразделя- ется на общее и специальное.
Общее программное обеспечение АСУТП представляет собой со- вокупность программ, предназначенных для организации эффективно- го вычислительного процесса и рациональной загрузки центрального процессора и других устройств ЭВМ. В основном оно облегчает раз-
На этапе 1.1. "Обследование объекта и обоснование необхо-
димости создания АС" вобщем случае проводят сбор данных об объ- екте автоматизации и осуществляемых видах деятельности, оценку качества функционирования объекта и осуществляемых видов дея- тельности, выявление проблем, решение которых возможно средства- ми автоматизации, оценку (технико-экономической, социальной и т.д.) целесообразности создания АС.
На этапе 1.2. "Формирование требований пользователя к
АС" проводят подготовку исходных данных для формирования требо- ваний к АС (характеристика объекта автоматизации, описание требо- ваний к системе, ограничения допустимых затрат на разработку, ввод в действие и эксплуатацию, эффект, ожидаемый от системы, условия создания и функционирования системы), формулировку и оформление требований пользователя к АС.
На этапе 1.3. "Оформление отчёта о выполненной работе и
заявки на разработку АС (технико-технического задания)" прово- дят оформление отчёта о выполненных работах на данной стадии и оформление заявки на разработку АС (тактико-технического задания) или другого заменяющего её документа с аналогичным содержанием.
На этапах 2.1. "Изучение объекта" и 2.2. "Проведение научно-
исследовательских работ" организация-разработчик проводит де- тальное изучение объекта автоматизации и необходимые научно- исследовательские работы (НИР), связанные с поиском путей и оцен- кой возможности реализации требований пользователя, оформляют и утверждают отчёты о НИР.
На этапе 2.3. "Разработка вариантов концепции АС и выбор
варианта концепции АС, удовлетворяющего требованиям пользо-
вателя" в общем случае проводят разработку альтернативных вариан- тов концепции создаваемой АС и планов их реализации; оценку необ- ходимых ресурсов на их реализацию и обеспечение функционирова- ния; оценку преимуществ и недостатков каждого варианта; определе-
46
ние порядка оценки качества и условий приёмки системы; оценку эф- фектов, получаемых от внедрения каждого из вариантов системы.
На этапе 2.4. "Оформление отчёта о выполненной работе"
подготавливают и оформляют отчёт, содержащий описание выполнен- ных работ на стадии описания и обоснования предлагаемого варианта концепции системы.
На этапе 3.1. "Разработка и утверждение технического зада-
ния на создание АС" проводят разработку, оформление, согласование и утверждение технического задания на АС и, при необходимости, технических заданий на части АС.
На этапе 4.1. "Разработка предварительных проектных ре-
шений по системе и её частям" определяются функции АС, функции подсистем, их цели и эффекты; состав комплексов задач и отдельных задач, концепция информационной базы, её укрупнённая структура, функции системы управления базой данных, состав вычислительной системы, функции и параметры основных программных средств.
На этапе 5.1. "Разработка проектных решений по системе и её
частям" обеспечивают разработку общих решений по системе и её частям, функционально-алгоритмической структуре системы, по функциям персонала и организационной структуре, по структуре тех- нических средств, по алгоритмам решения задач и применяемым язы- кам, по организации и ведению информационной базы, системе клас- сификации и кодирования информации, по программному обеспече- нию.
На этапах 4.2. и 5.2. "Разработка документации на АС и её
части" проводят разработку, оформление, согласование и утвержде- ние документации в объёме, необходимом для описания полной сово- купности принятых проектных решений и достаточном для дальней- шего выполнения работ по созданию АС. Виды документов - по ГОСТ
34.201.
На этапе 5.3. "Разработка и оформление документации на по-
ставку изделий для комплектования АС и (или) технических тре-
бований (технических заданий) на их разработку" проводят подго- товку и оформление документации на поставку изделий для комплек- тования АС, определение технических требований и составление ТЗ на разработку изделий, не изготовляемых серийно.
На этапе 5.4 "Разработка заданий на проектирование в смеж-
ных частях проекта объекта автоматизации" осуществляют разра- ботку, оформление, согласование и утверждение заданий на проекти- рование в смежных частях проекта объекта автоматизации для прове-
47
дения строительных, электротехнических, санитарно-технических и других подготовительных работ, связанных с созданием АС.
На этапе 6.1 "Разработка рабочей документации на систему и
её части" осуществляют разработку рабочей документации, содержа- щей все необходимые и достаточные сведения для обеспечения вы- полнения работ по вводу АС в действие и её эксплуатации, а также для поддержания уровня эксплуатационных характеристик (качества) сис- темы в соответствии с принятыми проектными решениями, её оформ- ление, согласование и утверждение. Виды документов по ГОСТ
34.201.
На этапе 6.2 "Разработка или адаптация программ" проводят разработку программ и программных средств системы, выбор, адапта- цию и (или) привязку приобретаемых программных средств, разработ- ку программной документации в соответствии с ГОСТ 19.101.
На этапе 7.1 "Подготовка объекта автоматизации к вводу АС
в действие" проводят работы по организационной подготовке объекта автоматизации к вводу АС в действие, в том числе реализацию про- ектных решений по организационной структуре АС, обеспечение под- разделений объекта управления инструктивно-методическими мате- риалами, внедрение классификаторов информации.
На этапе 7.2 "Подготовка персонала" проводят обучение пер- сонала и проверку его способности обеспечить функционирование АС.
На этапе 7.3 "Комплектация АС поставляемыми изделиями
(программными
и
техническими
средствами,
программно-
техническими комплексами, информационными изделиями)"
обеспечивают получение комплектующих изделий серийного и еди- ничного производства, материалов и монтажных изделий. Проводят входной контроль их качества.
На этапе 7.4 "Строительно-монтажные работы" проводят: вы- полнение работ по строительству специализированных зданий (поме- щений) для размещения технических средств и персонала АС, соору- жение кабельных каналов, выполнение работ по монтажу технических средств и линий связи, испытание смонтированных технических средств, сдачу технических средств для проведения пусконаладочных работ.
На этапе 7.5 "Пусконаладочные работы" проводят автоном- ную наладку технических и программных средств, загрузку информа- ции в базу данных и проверку системы её ведения; комплексную на- ладку всех средств системы.
На этапе 7.6 "Проведение предварительных испытаний"
осуществляют испытания АС на работоспособность и соответствие
48
техническому заданию в соответствии с программой и методикой предварительных испытаний, устраняют неисправности и вносят из- менения в документацию на АС, в том числе эксплуатационную в со- ответствии с протоколом испытаний, оформляют акт о приёмке АС в опытную эксплуатацию.
На этапе 7.7 "Проведение опытной эксплуатации" проводят: опытную эксплуатацию АС, анализ результатов опытной эксплуатации
АС, доработку (при необходимости) программного обеспечения АС, дополнительную наладку (при необходимости) технических средств
АС, оформление акта о завершении опытной эксплуатации.
На этапе 7.8 "Проведение приёмочных испытаний" проводят испытания на соответствие техническому заданию в соответствии с программой и методикой приёмочных испытаний, анализируют ре- зультаты испытания АС, устраняют недостатки, выявленные при ис- пытаниях, оформляют акт о приёмке АС в постоянную эксплуатацию.
На этапе 8.1 "Выполнение работ в соответствии с гарантий-
ными обязательствами" осуществляются работы по устранению не- достатков, выявленных при эксплуатации АС в течение установленных гарантийных сроков, внесению необходимых изменений в документа- цию на АС.
На этапе 8.2 "Послегарантийное обслуживание" осуществля- ют работы по анализу функционирования системы, выявлению откло- нений фактических эксплуатационных характеристик АС от проект- ных значений и установлению причин этих отклонений, устранению выявленных недостатков и обеспечению стабильности эксплуатацион- ных характеристик АС, внесению необходимых изменений в докумен- тацию на АС.
5. Обеспечение ИСПиУ
Поскольку интегрированная система проектирования и управле- ния содержит в своём составе систему проектирования ТП и систему управления ТП, необходимо рассматривать обеспечение этих систем в отдельности. В составе ИСПиУ будем рассматривать САПР, ориенти- рованную на проектирование автоматизированной системы управле- ния технологическим процессом (САПР АСУТП).
Система автоматизированного проектирования- это комплекс
математических и технических средств, предназначенных для авто-
матизации процессов проектирования с участием человека. Обеспе- чение САПР состоит из математического обеспечения и технического оснащения. На рисунке 9 приведена обобщённая структура обеспече- ния САПР.
49
Рис. 9. Обобщённая структура обеспечения САПР.
Математическое обеспечение САПРподразделяется на внешнее и внутреннее.
Внешнее математическое обеспечение - это математические средства общения проектировщика с системой: языки представления исходной информации, средства пополнения информационной систе- мы и языки управления работой САПР (командно-операционные язы- ки), позволяющие вести диалог "человек-система".
Внутреннее математическое обеспечение состоит из операцион- ной системы (ОС), программного обеспечения процедур решения ос- новных задач системы (ОЗС) и информационной системы (ИС). Фак- тически, внутреннее математическое обеспечение представляет собой прикладное программное обеспечение.
Операционная система осуществляет трансляцию с внешних языков, обеспечивает функционирование вычислительных средств и
50
проводит работу с программами загрузки, управляющими вычисли- тельными процессами решения ОЗС.
Программное обеспечение процедур решения ОЗС (прикладное
ПО) состоит из:
1) программ, обеспечивающих выполнение расчётов (напри- мер, расчётов статических и динамических характеристик технических систем, физических параметров объектов, электронных схем элемен- тов и т.д.);
2) программ геометрического проектирования (например, про- грамм построения стандартных линий, изменения масштаба и т.д.);
3) организационно-системных программ, обеспечивающих нормальное функционирование САПР и допуск к основным массивам информации и программам.
Техническое обеспечение САПР состоит из центрального вычис- лителя (ЭВМ большой мощности), обеспечивающего решение основ- ных задач проектирования, и развитых средств ввода, вывода и распо- ложения графической информации и документации, а также средств непосредственного вмешательства человека в процесс проектирования
(например, малая специализированная или универсальная вычисли- тельная машина, графические дисплеи и спец. пульты управления).
Состав и технические требования, предъявляемые к техническим и математическим средствам, определяются задачами, которые решает та или иная конкретная САПР.
К устройствам ввода информации относятся:
- клавиатура;
- мышь;
- сканеры;
- световые перья и т.д.
К устройствам вывода информации относятся:
- принтеры;
- плоттеры.
САПР в составе ИСПиУ ориентирована на проектирование со- ставных частей АСУТП, в первую очередь – автоматизированных ра- бочих мест. Поэтому такая САПР должна располагать развитыми средствами визуализации технологического процесса (векторная и растровая графика, анимация, звук), а также средствами сигнализации в случае нештатных ситуаций. Кроме того, САПР должна предостав- лять средства проектирования технологических баз данных, а также средства создания отчётной документации.
51
С точки зрения концепции ИСПиУ, встроенная САПР выполняет следующие функции:
- проектирование автоматизированных рабочих мест операто- ров;
- задание алгоритмов управления;
- проектирование системы сигнализации нештатных ситуаций
(ALARM);
- проектирование технологических баз данных;
- проектирование отчётной документации.
Также, могут предоставляться следующие средства:
- программирование технологических контроллеров (плюс – сквозное проектирование всей системы управления с использованием единых средств);
- программирование (создание) драйверов для связи с кон- троллерами (часто на базе OPC);
- поддержка работы в распределённом режиме.
Однако, переносимость разработок с одной САПР на другую, как правило, не поддерживается.
Необходимо также отметить возможности, которые делают раз- работку существенно удобнее:
- реализация интерфейса на языке пользователя (локализация);
- поддержка стандартных условно-графических обозначений.
Автоматизированная система управления технологическими
процессами (АСУТП) - это человеко-машинная система управления,
обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации,
необходимой для оптимизации управления технологическими объек-
тами управления в соответствии с принятыми критериями.
Критерий управления АСУТП − это соотношение, характери- зующее качество функционирования технологических объектов управления (ТОУ) в целом и принимающий конкретное числовое зна- чение в зависимости от используемых управляющих воздействий.
Критерием управления может быть:
- технико-экономический показатель (себестоимость, произ- водительность и т.д.);
- технический показатель (параметр процесса и характеристи- ки выходного продукта).
Применяют АСУТП для решения таких задач управления техно- логическими процессами, для которых по тем или иным причинам по крайней мере часть вопросов, связанных с принятием решений по управлению, нельзя формализовать, в силу чего выполнение указан- ных функций возлагается на человека. Этим и отличаются автоматизи-
52
рованные системы от автоматических систем, нормальное функциони- рование которых осуществляется без участия человека. В АСУТП вы- полнение всех формализованных операций по сбору, первичной обра- ботке, хранению информации и решению части задач осуществляется с помощью специализированного комплекса технических средств, по- строенного, как правило, на основе цифровых вычислительных машин.
На основе информации о протекании технологического процесса, предварительно подготовленной в форме наиболее доступной для вос- приятия её человеком - элементом АСУТП, последний и осуществляет принятие того или иного окончательного решения по управлению процессом. Роль человека заключается в выборе различных критериев оценки качества протекания управляемого процесса, а достижение оптимальных значений этих критериев становится целью систем управления низших уровней, являющихся автоматическими системами управления.
Под обеспечением АСУТП понимается совокупность средств, необходимых для успешного функционирования системы. Как показа- но на рисунке 10, обеспечение АСУТП подразделяется на: техниче- ское, математическое, программное, информационное, лингвистиче- ское, организационное, методическое.
Обеспечение АСУТП
Техническое
Математическое
Программное
Информационное
Лингвистическое
Методическое
Организационное
Рис. 10. Обеспечение АСУТП.
Техническое обеспечение – совокупность взаимодействующих и объединённых в одно целое устройств получения, ввода, подготовки, обработки, хранения, регистрации, вывода, отображения, использова- ния и передачи информации, а также средств реализации управляю- щих воздействий. Отметим, что состав технических средств АСУТП определяет и другие средства системы.
53
К техническим средствам АСУТП относятся:
- мини- и микро-ЭВМ;
- накопители информации;
- устройства ввода-вывода;
- устройства документирования;
- устройства оперативного взаимодействия с оператором;
- интерфейсы;
-
АЦП и ЦАП;
- первичные датчики;
- исполнительные механизмы;
- контактно-коммутационные устройства.
Технические средства АСУТП обычно выполнены в виде моду- лей с одинаковым интерфейсом ввода-вывода, что позволяет опера- тивно перестраивать АСУТП. Все модули можно разбить на следую- щие группы:
- управляющие;
- интерфейсные;
- обрабатывающие.
Основным требованием к техническому обеспечению АСУТП является то, что комплекс технических средств АСУТП должен быть достаточным для реализации всех функций, установленных в ТУ на
АСУТП.
Математическое обеспечение включает в себя
- методы моделирования;
- математические модели подсистем объекта управления;
- алгоритмы управления;
- алгоритмы решения отдельных задач управления.
Основная задача математического обеспечения АСУТП – форма- лизация всех процессов, протекающих в АСУТП. Математическое обеспечение используют разработчики при создании АСУТП. В про- цессе функционирования АСУТП математическое обеспечение реали- зуется в программном обеспечении.
Программное обеспечение – программы, необходимые для реали- зации всех функций АСУТП. По составу и структуре программное обеспечение должно быть достаточным для выполнения всех функций, операций и действий АСУТП. Программное обеспечение подразделя- ется на общее и специальное.
Общее программное обеспечение АСУТП представляет собой со- вокупность программ, предназначенных для организации эффективно- го вычислительного процесса и рациональной загрузки центрального процессора и других устройств ЭВМ. В основном оно облегчает раз-
